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黑龙江省大庆市名校2022-2023学年高一下学期物理开学考试试卷
一、单选题(本大题共8小题,共32分)
1.(2023高一下·大庆开学考)2017年12月27日下午5点,杭州地铁2号线二期、三期正式发车,2号线全长13.32 km。根据初期测试,2号线单程总时长在一个小时二十分钟左右,运营速度最高80km/h。以下说法正确的是( )
A.2017年12月27日 下午5点指的是时间
B.13.32 km指的是位移
C.估算地铁从起点到终点的时间,可以把地铁看成质点
D.地铁2号线运营平均速度为80km/h
2.(2023高一下·大庆开学考)关于速度,下列说法正确的是( )
A.用一个学生在操场上跑400 m的距离除以所用的时间得出的是这个学生的平均速度
B.瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率
C.平均速度的大小叫平均速率
D.匀变速直线运动的平均速度等于中间位置的速度
3.(2023高一下·大庆开学考)物体A, B的x-t图像 如图所示,由图可知( )
A.第4s末,物体A,B的运动方向相同,且vAB.两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动
C.两物体在前5s内的位移不同,5s末A,B相遇
D.两物体在前5s内的平均速度相等
4.(2023高一下·大庆开学考)关于 速度和加速度的关系:下列说法正确的是( )
A.由v= v0+ at可知,初速度一定的情况下,加速度越大的物体,末速度一定越大
B.加速度为正的物体,一定做加速运动
C.由可知,加速度的大小与速度变化量的大小成正比
D.速度变化越快的物体,加速度一定越大
5.(2023高一下·大庆开学考)关于力的分解,下列叙述正确的是( )
A.分力一定小于合力
B.任何一个力都只有一 种分解情况
C.10 N的力可以分解为16 N和5 N的两个分力
D.10N的力可以分解为12N和6N的两个分力
6.(2021·金山一模)如图,气球在水平风力作用下处于静止状态,气球受到的作用力有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
7.(2023高一下·大庆开学考)用手竖直握着一个圆柱形玻璃瓶使其保持静止,如果用更大的力握住玻璃瓶,则玻璃瓶受到的摩擦力大小变化情况是 现改为使玻璃瓶随手一起竖直向上匀速运动,则玻璃瓶受到的摩擦力方向为( )
A.变大竖直向下 B.变大竖直向上
C.变小竖直向上 D.不变,竖直向上
8.(2023高一下·大庆开学考)某幼儿园要做一个儿童滑梯,设计时根据场地大小确定滑梯的水平跨度为L,滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数为μ,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为使儿童在滑梯中能沿滑板滑下,则滑梯高度H至少为( )
A.μL B.μ2L C. D.
二、多选题(本大题共4小题,共16分)
9.(2023高一下·大庆开学考)在下面列举的物理单位中,哪些是国际单位制的基本单位( )
A.千克 B.米 C.米/秒2 D.牛顿
10.(2023高一下·大庆开学考)关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中正确的是( )
A.作用力与反作用力是同一性质的力
B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,因而可以相互抵消
C.相互平衡的两个力性质可以相同,也可以不同
D.相互平衡的两个力大小相等,方向相反,同时出现,同时消失
11.(2023高一下·大庆开学考)电梯的顶部挂一个弹簧测力计,测力计下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A.电梯可能向下加速运动,加速度大小为2 m/s2
B.电梯可能向.上加速运动,加速度大小为4 m/s2
C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2 m/s2
D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为4 m/s2
12.(2020高一上·丽江期末)如图所示为甲乙两物体同时从同一地点开始运动的速度时间图象,下列说法正确的是( )
A.两物体总位移之比为6:5
B.两物体加速时加速度之比为3:2
C.两物体减速时加速度大小之比为2:1
D.乙物体未能追上甲物体
三、实验题(本大题共2小题,共16分)
13.(2023高一下·大庆开学考)某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况下图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,0为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)关于此实验的下列说法中正确的是( )
A.同一次实验中,O点位置不允许变动
B.实验中,只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C.实验中,把橡皮筋的另-端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D.实验中,要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程, 然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮筋另一端拉到O点
(2)图乙中的F与F'两力中,方向一定沿A0方向的是_ 。
(3)本实验采用的科学方法是_ (填字母代号).
A.极限法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.放大法
14.(2023高一下·大庆开学考)在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时,采用了如图甲所示的实验方案。操作如下:
(1)平衡摩擦力时,若所有的操作均正确,打出的纸带如图乙所示,应 (填“减小”或“增大”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹 为止。
(2)已知小车质量为M,盘和砝码的总质量为m,要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力,应该满足的条件是m M(填“远小于”、“远大于”或“等于”)。
(3)图丙为某次实验得到的纸带,纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离,相邻计数点间还有四个点没有画出,由此可求得小车的加速度的大小是 m/s2,打下C点时小车运动的速度大小是 m/s。(结果均保留两位有效数字)
四、计算题(本大题共3小题,共36分)
15.(2023高一下·大庆开学考)一火车以2m/s的初速度,0.5m/s2的加速度 做匀加速直线运动,求:
(1)火车在第3s末的速度大小;
(2)前4s内的位移大小;
(3)当速度达到6m/s时火车前进的位移大小。
16.(2023高一下·大庆开学考))如图所示,能承受最大拉力为10N的细线OA与竖直方向成45°角,能承受最大拉力为5N的细绳OB水平,细线OC能够承受足够大的拉力,求:
(1)当所悬挂重物的重力为2N时,细线OA、OB的拉力各是多大
(2)为使OA、OB均不被拉断,oC 下端所悬挂重物的最大重力是多少
17.(2023高一下·大庆开学考)水平面上两物体质量分别为M= 2kg、m= 1kg, 由轻绳相连,水平恒力F = 18N作用在M上。M、m与水平面之间的动摩擦因数均为μ= 0.2,求:
(1)两物体一起运动的加速度大小;
(2)轻绳上的拉力大小.
(3)如果水平面光滑,绳子能承受的最大拉力为20N,要使两物体一起运动,拉力F的最大值是多大
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;平均速度
【解析】【解答】A. 2017年12月27日下午5点指的是时刻,A不符合题意
B. 13.32 km指的是路程,B不符合题意;
C.估算地铁从起点到终点的时间,车的形状和大小可以忽略,所以可以把地铁看成质点,C符合题意;
D. 80km/h是瞬时速度,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】时间对应的是一个过程,时刻对应的是一个瞬间;路程是运动轨迹的长,位移时有向线段的长;大小和形状对研究的问题没有影响或者影响不大物体可以看做质点;瞬时速度对应一个点,平均速度对应一个过程。
2.【答案】B
【知识点】速度与速率;平均速度;瞬时速度
【解析】【解答】 用一个学生在操场上跑400 m的距离除以所用的时间得出的是这个学生的平均速率,A不符合题意;
B.瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率,B符合题意;
C.平均速度和平均速率不是一回事,C不符合题意;
D.匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的速度,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值;瞬时速度的大小叫速率;做匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
3.【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图像的斜率表示速度,显然,故A不符合题意;
B.由图象可知,B从5m处开始运动,A是从0m处开始运动,二者开始位置不同,故B不符合题意;
C.两物体在前5s内的位移分别为:5m和10m;t=5s时位置相同,即相遇,故C符合题意;
D.虽然前5s两物体时间相同,但位移不同,故平均速度不同,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】由图象可知两物体的位置随时间变化情况,由图象斜率可知速度情况。
4.【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A. v= v0+ at为矢量式,当初速度方向与加速度方向相反时,物体做减速运动,所以初速度一定的情况下,加速度越大的物体,末速度不一定越大,故A不符合题意;
B.加速度为正的物体,若初速度为负,物体做减速运动,故B不符合题意;
C.加速度大小与速度变化量和时间变化量无关,故C不符合题意;
D.加速度的物理意义是描述速度变化快慢,所以速度变化越快的物体,加速度一定越大,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】物体做加速运动还是减速运动要看加速度方向和速度方向的关系;加速度与速度变化量和时间变化量无关;加速度的物理意义是描述速度变化快慢。
5.【答案】D
【知识点】力的分解
【解析】【解答】A.例如:,方向向东,,方向向西,则合力,分力大于合力,故A不符合题意;
B.如果没有限制,任何一个力都有无限个分解情况,故B不符合题意;
C.16N和5N合力的范围为:,10N不在此范围内,所以 10 N的力不可以分解为16 N和5 N的两个分力,故C不符合题意;
D.12N和6N合力的范围为:,10N在此范围内,所以 10 N的力可以分解为12N和6 N的两个分力,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】合力可以大于、等于、小于任意一个分力;如果没有限制,任何一个力都有无限个分解情况;如果一个力是另外两个力的合力,那么这个力肯定在另外两个力的合力范围内。
6.【答案】D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】对气球受力分析,气球受到重力、绳子的拉力、风吹气球的力和空气浮力。
故答案为:D。
【分析】对气球进行受力分析,气球受到重力、绳子的拉力、风力及空气浮力的作用。
7.【答案】D
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】玻璃瓶静止:重力和手对瓶子的静摩擦力平衡,即;增大握力,静摩擦力不变;玻璃瓶竖直向上匀速运动:玻璃瓶仍受力平衡,静摩擦力仍等于重力,方向仍竖直向上,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】无论是静止还是竖直向上匀速运动,玻璃瓶都处于平衡状态,竖直方向就受两个力,这两个力是一对平衡力,重力的方向竖直向下,则摩擦力的方向竖直向上。
8.【答案】A
【知识点】受力分析的应用;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】受力分析如图:
儿童在滑梯中能沿滑板滑下,必须满足:,即:,根据几何关系可得:,联立解得:,故A符合题意。
故答案为:A
【分析】儿童在滑梯中能沿滑板滑下,必须满足:,根据几何关系确定滑梯的最小高度。
9.【答案】A,B
【知识点】单位制
【解析】【解答】A.千克(kg)是质量在国际单位制中的基本单位,故A符合题意;
B.米(m)是长度在国际单位制中的基本单位,故B符合题意;
C.米/秒2是加速度的单位,加速度是导出量,则米/秒2是导出单位,故C不符合题意;
D.牛顿(N)是力的单位,是导出单位,故D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为:长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量,其单位是基本单位。
10.【答案】A,C
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A.作用力与反作用力是同一性质的力,故A符合题意;
B. 作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,不可以相互抵消,故B不符合题意;
C.相互平衡的两个力性质可以相同,也可以不同,故C符合题意;
D. 一对平衡力不一定同时出现,同时消失,故D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、性质相同、作用在两个物体上、不可以抵消、同生同灭同变化;一对平衡力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、性质不一定相同、作用在一个物体上、合力为0,一个力变化另一个不一定变化。
11.【答案】A,C
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】由电梯匀速运动时弹簧测力计示数为10N可知,重物重为10N,质量为1kg,某时刻弹簧测力计示数变为8N,说明重物失重,失重物体的加速度方向向下。加速度向下的运动有两种:加速下降和减速上升。由牛顿第二定律有:,解得:,故AC符合题意。
故答案为:AC
【分析】由匀速运动弹簧测力计示数可知重物的重量,由某时刻弹簧测力计示数变小可知物体失重,即加速度方向向下,进而可判断重物可能加速下降,也可能加速上升。根据牛顿第二定律可求解加速度的大小。
12.【答案】A,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AD. 图像与坐标轴所围面积表示位移,所以甲的位移为
乙的位移为
所以两物体总位移之比为6:5,甲乙两物体同时从同-地点开始运动,所以乙物体未能追上甲物体,AD符合题意;
BC. 图像的斜率表示加速度大小,所以甲加速时的加速度为
乙加速时的加速度为
两物体加速时加速度之比为9:2,甲减速时的加速度为
乙减速时的加速度为
两物体减速时加速度大小之比为1:1,BC不符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用图像面积可以求出物体的位移大小;利用图像斜率可以求出加速度的比值;利用面积的大小可以判别物体的位置。
13.【答案】(1)A
(2)F'
(3)B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】(1)A.实验采用的是等效替代法,所以同一次实验中,o点位置不允许变动,故A符合题意;
B. 实验中,需记录弹簧测力计的读数和O点的位置 ,还要记拉力的方向,故B不符合题意;
C. 实验中,两个弹簧测力计的角度适当即可,不用必须选取90°,故C不符合题意;
D.实验只要达到效果相同,对弹簧秤拉力大小没有要求,不需要将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,故D不符合题意。
故答案为:A
(2)F是理论值,是通过平行四边形定则得到的,是实际值,是一个弹簧拉的拉力,故方向一定沿AO方向的是;
(3)根据实验原理可知,本实验采用的是等效替代法,故B符合题意。
故答案为:(1)A;(2);(3)B
【分析】(1)根据实验操作分析作答。实验是要验证平行四边形定则,注意在理解实验原理的基础上,掌握实验的方法和数据的处理方法以及需要注意的事项;
(2)(3)理解实验的“等效”思想,从而分析解答。
14.【答案】(1)增大;间距相等
(2)远小于
(3)2.0;0.76
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)纸带上的点迹越来越密,说明重力的分力过小,因此应增大木板的倾角;反复调节木板倾角,知道打出的纸带上点迹间距相等为止;
(2)对m,由牛顿第二定律有:,对M,由牛顿第二定律有:,联立解得:,所以,当时,;
(3)相邻计数点间还有四个点没有画出,则T=0.1s。小车的加速度大小为:,打下C点时小车的速度为:。
故答案为:(1)增大 间距相等;(2)远小于;(3)2.0 0.76
【分析】(1)实验中利用重力沿斜面方向的分力等于滑动摩擦力来平衡摩擦力;判断的依据是打点计时器打出的点迹是否均匀;由乙图知,纸带上的点迹越来越密,据此分析作答;
(2)要使细线的拉力近似等于盘和砝码的总重力,由牛顿第二定律分析需要满足的条件;
(3)根据“逐差法”求解加速度,根据求解C点速度。
15.【答案】(1)解:根据速度时间公式得:
(2)解:火车在前 内的位移:
(3)解:根据速度位移关系得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)火车做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的速度公式求解;
(2)根据匀变速直线运动的位移公式求解;
(3)根据匀变速直线运动的速度-位移公式求解。
16.【答案】(1)解:选结点 为研究对象,受力分析并合成如图:
当重物为 时; ;
答:细线 、 的拉力各是 和
(2)解:当 下端所悬物重不断增大时,细线 、 所受的拉力同时增大.
假设 不会被拉断,且 上的拉力先达到最大值,即 ,
根据平衡条件有: ,
由于 大于 能承受的最大拉力,所以在物重逐渐增大时,细线 先被拉断.
再假设 线上的拉力刚好达到最大值 即
处于将被拉断的临界状态,根据平衡条件有 , .
再选重物为研究对象,根据平衡条件有 .
以上三式联立解得悬挂最大重力为
答: 下端所悬挂物体的最大重力是
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】(1)选结点o为研究对象,受力分析后由平衡条件列方程求解;
(2)受力分析后由平衡条件判断那根绳子先断,根据先断的绳子能承受的最大拉力求出最大重力。
17.【答案】(1)解:对整体根据牛顿第二定律有:
解得:
(2)解:对 分析,根据牛顿第二定律有:
解得:
(3)解:水平面光滑,对 有:
对整体有:
解得拉力的最大值:
【知识点】整体法隔离法;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【分析】(1)对整体根据牛顿第二定律求解
(2)对m,根据牛顿第二定律求解
(3)令绳子拉力为20N,先对m根据牛顿第二定律求出加速度,然后再对整体,根据牛顿第二定律求拉力F。
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黑龙江省大庆市名校2022-2023学年高一下学期物理开学考试试卷
一、单选题(本大题共8小题,共32分)
1.(2023高一下·大庆开学考)2017年12月27日下午5点,杭州地铁2号线二期、三期正式发车,2号线全长13.32 km。根据初期测试,2号线单程总时长在一个小时二十分钟左右,运营速度最高80km/h。以下说法正确的是( )
A.2017年12月27日 下午5点指的是时间
B.13.32 km指的是位移
C.估算地铁从起点到终点的时间,可以把地铁看成质点
D.地铁2号线运营平均速度为80km/h
【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;平均速度
【解析】【解答】A. 2017年12月27日下午5点指的是时刻,A不符合题意
B. 13.32 km指的是路程,B不符合题意;
C.估算地铁从起点到终点的时间,车的形状和大小可以忽略,所以可以把地铁看成质点,C符合题意;
D. 80km/h是瞬时速度,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】时间对应的是一个过程,时刻对应的是一个瞬间;路程是运动轨迹的长,位移时有向线段的长;大小和形状对研究的问题没有影响或者影响不大物体可以看做质点;瞬时速度对应一个点,平均速度对应一个过程。
2.(2023高一下·大庆开学考)关于速度,下列说法正确的是( )
A.用一个学生在操场上跑400 m的距离除以所用的时间得出的是这个学生的平均速度
B.瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率
C.平均速度的大小叫平均速率
D.匀变速直线运动的平均速度等于中间位置的速度
【答案】B
【知识点】速度与速率;平均速度;瞬时速度
【解析】【解答】 用一个学生在操场上跑400 m的距离除以所用的时间得出的是这个学生的平均速率,A不符合题意;
B.瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率,B符合题意;
C.平均速度和平均速率不是一回事,C不符合题意;
D.匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的速度,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值;瞬时速度的大小叫速率;做匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
3.(2023高一下·大庆开学考)物体A, B的x-t图像 如图所示,由图可知( )
A.第4s末,物体A,B的运动方向相同,且vAB.两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动
C.两物体在前5s内的位移不同,5s末A,B相遇
D.两物体在前5s内的平均速度相等
【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图像的斜率表示速度,显然,故A不符合题意;
B.由图象可知,B从5m处开始运动,A是从0m处开始运动,二者开始位置不同,故B不符合题意;
C.两物体在前5s内的位移分别为:5m和10m;t=5s时位置相同,即相遇,故C符合题意;
D.虽然前5s两物体时间相同,但位移不同,故平均速度不同,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】由图象可知两物体的位置随时间变化情况,由图象斜率可知速度情况。
4.(2023高一下·大庆开学考)关于 速度和加速度的关系:下列说法正确的是( )
A.由v= v0+ at可知,初速度一定的情况下,加速度越大的物体,末速度一定越大
B.加速度为正的物体,一定做加速运动
C.由可知,加速度的大小与速度变化量的大小成正比
D.速度变化越快的物体,加速度一定越大
【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A. v= v0+ at为矢量式,当初速度方向与加速度方向相反时,物体做减速运动,所以初速度一定的情况下,加速度越大的物体,末速度不一定越大,故A不符合题意;
B.加速度为正的物体,若初速度为负,物体做减速运动,故B不符合题意;
C.加速度大小与速度变化量和时间变化量无关,故C不符合题意;
D.加速度的物理意义是描述速度变化快慢,所以速度变化越快的物体,加速度一定越大,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】物体做加速运动还是减速运动要看加速度方向和速度方向的关系;加速度与速度变化量和时间变化量无关;加速度的物理意义是描述速度变化快慢。
5.(2023高一下·大庆开学考)关于力的分解,下列叙述正确的是( )
A.分力一定小于合力
B.任何一个力都只有一 种分解情况
C.10 N的力可以分解为16 N和5 N的两个分力
D.10N的力可以分解为12N和6N的两个分力
【答案】D
【知识点】力的分解
【解析】【解答】A.例如:,方向向东,,方向向西,则合力,分力大于合力,故A不符合题意;
B.如果没有限制,任何一个力都有无限个分解情况,故B不符合题意;
C.16N和5N合力的范围为:,10N不在此范围内,所以 10 N的力不可以分解为16 N和5 N的两个分力,故C不符合题意;
D.12N和6N合力的范围为:,10N在此范围内,所以 10 N的力可以分解为12N和6 N的两个分力,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】合力可以大于、等于、小于任意一个分力;如果没有限制,任何一个力都有无限个分解情况;如果一个力是另外两个力的合力,那么这个力肯定在另外两个力的合力范围内。
6.(2021·金山一模)如图,气球在水平风力作用下处于静止状态,气球受到的作用力有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】对气球受力分析,气球受到重力、绳子的拉力、风吹气球的力和空气浮力。
故答案为:D。
【分析】对气球进行受力分析,气球受到重力、绳子的拉力、风力及空气浮力的作用。
7.(2023高一下·大庆开学考)用手竖直握着一个圆柱形玻璃瓶使其保持静止,如果用更大的力握住玻璃瓶,则玻璃瓶受到的摩擦力大小变化情况是 现改为使玻璃瓶随手一起竖直向上匀速运动,则玻璃瓶受到的摩擦力方向为( )
A.变大竖直向下 B.变大竖直向上
C.变小竖直向上 D.不变,竖直向上
【答案】D
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】玻璃瓶静止:重力和手对瓶子的静摩擦力平衡,即;增大握力,静摩擦力不变;玻璃瓶竖直向上匀速运动:玻璃瓶仍受力平衡,静摩擦力仍等于重力,方向仍竖直向上,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】无论是静止还是竖直向上匀速运动,玻璃瓶都处于平衡状态,竖直方向就受两个力,这两个力是一对平衡力,重力的方向竖直向下,则摩擦力的方向竖直向上。
8.(2023高一下·大庆开学考)某幼儿园要做一个儿童滑梯,设计时根据场地大小确定滑梯的水平跨度为L,滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数为μ,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为使儿童在滑梯中能沿滑板滑下,则滑梯高度H至少为( )
A.μL B.μ2L C. D.
【答案】A
【知识点】受力分析的应用;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】受力分析如图:
儿童在滑梯中能沿滑板滑下,必须满足:,即:,根据几何关系可得:,联立解得:,故A符合题意。
故答案为:A
【分析】儿童在滑梯中能沿滑板滑下,必须满足:,根据几何关系确定滑梯的最小高度。
二、多选题(本大题共4小题,共16分)
9.(2023高一下·大庆开学考)在下面列举的物理单位中,哪些是国际单位制的基本单位( )
A.千克 B.米 C.米/秒2 D.牛顿
【答案】A,B
【知识点】单位制
【解析】【解答】A.千克(kg)是质量在国际单位制中的基本单位,故A符合题意;
B.米(m)是长度在国际单位制中的基本单位,故B符合题意;
C.米/秒2是加速度的单位,加速度是导出量,则米/秒2是导出单位,故C不符合题意;
D.牛顿(N)是力的单位,是导出单位,故D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为:长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量,其单位是基本单位。
10.(2023高一下·大庆开学考)关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中正确的是( )
A.作用力与反作用力是同一性质的力
B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,因而可以相互抵消
C.相互平衡的两个力性质可以相同,也可以不同
D.相互平衡的两个力大小相等,方向相反,同时出现,同时消失
【答案】A,C
【知识点】区分相互作用力与平衡力
【解析】【解答】A.作用力与反作用力是同一性质的力,故A符合题意;
B. 作用力与反作用力作用在两个相互作用的物体上,不可以相互抵消,故B不符合题意;
C.相互平衡的两个力性质可以相同,也可以不同,故C符合题意;
D. 一对平衡力不一定同时出现,同时消失,故D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、性质相同、作用在两个物体上、不可以抵消、同生同灭同变化;一对平衡力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、性质不一定相同、作用在一个物体上、合力为0,一个力变化另一个不一定变化。
11.(2023高一下·大庆开学考)电梯的顶部挂一个弹簧测力计,测力计下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N,关于电梯的运动,以下说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A.电梯可能向下加速运动,加速度大小为2 m/s2
B.电梯可能向.上加速运动,加速度大小为4 m/s2
C.电梯可能向上减速运动,加速度大小为2 m/s2
D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为4 m/s2
【答案】A,C
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】由电梯匀速运动时弹簧测力计示数为10N可知,重物重为10N,质量为1kg,某时刻弹簧测力计示数变为8N,说明重物失重,失重物体的加速度方向向下。加速度向下的运动有两种:加速下降和减速上升。由牛顿第二定律有:,解得:,故AC符合题意。
故答案为:AC
【分析】由匀速运动弹簧测力计示数可知重物的重量,由某时刻弹簧测力计示数变小可知物体失重,即加速度方向向下,进而可判断重物可能加速下降,也可能加速上升。根据牛顿第二定律可求解加速度的大小。
12.(2020高一上·丽江期末)如图所示为甲乙两物体同时从同一地点开始运动的速度时间图象,下列说法正确的是( )
A.两物体总位移之比为6:5
B.两物体加速时加速度之比为3:2
C.两物体减速时加速度大小之比为2:1
D.乙物体未能追上甲物体
【答案】A,D
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AD. 图像与坐标轴所围面积表示位移,所以甲的位移为
乙的位移为
所以两物体总位移之比为6:5,甲乙两物体同时从同-地点开始运动,所以乙物体未能追上甲物体,AD符合题意;
BC. 图像的斜率表示加速度大小,所以甲加速时的加速度为
乙加速时的加速度为
两物体加速时加速度之比为9:2,甲减速时的加速度为
乙减速时的加速度为
两物体减速时加速度大小之比为1:1,BC不符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用图像面积可以求出物体的位移大小;利用图像斜率可以求出加速度的比值;利用面积的大小可以判别物体的位置。
三、实验题(本大题共2小题,共16分)
13.(2023高一下·大庆开学考)某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况下图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,0为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)关于此实验的下列说法中正确的是( )
A.同一次实验中,O点位置不允许变动
B.实验中,只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C.实验中,把橡皮筋的另-端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D.实验中,要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程, 然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮筋另一端拉到O点
(2)图乙中的F与F'两力中,方向一定沿A0方向的是_ 。
(3)本实验采用的科学方法是_ (填字母代号).
A.极限法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.放大法
【答案】(1)A
(2)F'
(3)B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】(1)A.实验采用的是等效替代法,所以同一次实验中,o点位置不允许变动,故A符合题意;
B. 实验中,需记录弹簧测力计的读数和O点的位置 ,还要记拉力的方向,故B不符合题意;
C. 实验中,两个弹簧测力计的角度适当即可,不用必须选取90°,故C不符合题意;
D.实验只要达到效果相同,对弹簧秤拉力大小没有要求,不需要将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,故D不符合题意。
故答案为:A
(2)F是理论值,是通过平行四边形定则得到的,是实际值,是一个弹簧拉的拉力,故方向一定沿AO方向的是;
(3)根据实验原理可知,本实验采用的是等效替代法,故B符合题意。
故答案为:(1)A;(2);(3)B
【分析】(1)根据实验操作分析作答。实验是要验证平行四边形定则,注意在理解实验原理的基础上,掌握实验的方法和数据的处理方法以及需要注意的事项;
(2)(3)理解实验的“等效”思想,从而分析解答。
14.(2023高一下·大庆开学考)在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时,采用了如图甲所示的实验方案。操作如下:
(1)平衡摩擦力时,若所有的操作均正确,打出的纸带如图乙所示,应 (填“减小”或“增大”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹 为止。
(2)已知小车质量为M,盘和砝码的总质量为m,要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力,应该满足的条件是m M(填“远小于”、“远大于”或“等于”)。
(3)图丙为某次实验得到的纸带,纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离,相邻计数点间还有四个点没有画出,由此可求得小车的加速度的大小是 m/s2,打下C点时小车运动的速度大小是 m/s。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)增大;间距相等
(2)远小于
(3)2.0;0.76
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)纸带上的点迹越来越密,说明重力的分力过小,因此应增大木板的倾角;反复调节木板倾角,知道打出的纸带上点迹间距相等为止;
(2)对m,由牛顿第二定律有:,对M,由牛顿第二定律有:,联立解得:,所以,当时,;
(3)相邻计数点间还有四个点没有画出,则T=0.1s。小车的加速度大小为:,打下C点时小车的速度为:。
故答案为:(1)增大 间距相等;(2)远小于;(3)2.0 0.76
【分析】(1)实验中利用重力沿斜面方向的分力等于滑动摩擦力来平衡摩擦力;判断的依据是打点计时器打出的点迹是否均匀;由乙图知,纸带上的点迹越来越密,据此分析作答;
(2)要使细线的拉力近似等于盘和砝码的总重力,由牛顿第二定律分析需要满足的条件;
(3)根据“逐差法”求解加速度,根据求解C点速度。
四、计算题(本大题共3小题,共36分)
15.(2023高一下·大庆开学考)一火车以2m/s的初速度,0.5m/s2的加速度 做匀加速直线运动,求:
(1)火车在第3s末的速度大小;
(2)前4s内的位移大小;
(3)当速度达到6m/s时火车前进的位移大小。
【答案】(1)解:根据速度时间公式得:
(2)解:火车在前 内的位移:
(3)解:根据速度位移关系得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【分析】(1)火车做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的速度公式求解;
(2)根据匀变速直线运动的位移公式求解;
(3)根据匀变速直线运动的速度-位移公式求解。
16.(2023高一下·大庆开学考))如图所示,能承受最大拉力为10N的细线OA与竖直方向成45°角,能承受最大拉力为5N的细绳OB水平,细线OC能够承受足够大的拉力,求:
(1)当所悬挂重物的重力为2N时,细线OA、OB的拉力各是多大
(2)为使OA、OB均不被拉断,oC 下端所悬挂重物的最大重力是多少
【答案】(1)解:选结点 为研究对象,受力分析并合成如图:
当重物为 时; ;
答:细线 、 的拉力各是 和
(2)解:当 下端所悬物重不断增大时,细线 、 所受的拉力同时增大.
假设 不会被拉断,且 上的拉力先达到最大值,即 ,
根据平衡条件有: ,
由于 大于 能承受的最大拉力,所以在物重逐渐增大时,细线 先被拉断.
再假设 线上的拉力刚好达到最大值 即
处于将被拉断的临界状态,根据平衡条件有 , .
再选重物为研究对象,根据平衡条件有 .
以上三式联立解得悬挂最大重力为
答: 下端所悬挂物体的最大重力是
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】(1)选结点o为研究对象,受力分析后由平衡条件列方程求解;
(2)受力分析后由平衡条件判断那根绳子先断,根据先断的绳子能承受的最大拉力求出最大重力。
17.(2023高一下·大庆开学考)水平面上两物体质量分别为M= 2kg、m= 1kg, 由轻绳相连,水平恒力F = 18N作用在M上。M、m与水平面之间的动摩擦因数均为μ= 0.2,求:
(1)两物体一起运动的加速度大小;
(2)轻绳上的拉力大小.
(3)如果水平面光滑,绳子能承受的最大拉力为20N,要使两物体一起运动,拉力F的最大值是多大
【答案】(1)解:对整体根据牛顿第二定律有:
解得:
(2)解:对 分析,根据牛顿第二定律有:
解得:
(3)解:水平面光滑,对 有:
对整体有:
解得拉力的最大值:
【知识点】整体法隔离法;牛顿运动定律的应用—连接体
【解析】【分析】(1)对整体根据牛顿第二定律求解
(2)对m,根据牛顿第二定律求解
(3)令绳子拉力为20N,先对m根据牛顿第二定律求出加速度,然后再对整体,根据牛顿第二定律求拉力F。
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